信號(hào)完整性分析基礎(chǔ)系列之一——眼圖測(cè)量.doc

信號(hào)完整性分析基礎(chǔ)系列之一 關(guān)于眼圖測(cè)量（上） 汪進(jìn)進(jìn) 美國(guó)力科公司深圳代表處內(nèi)容提要：本文將從作者習(xí)慣的無(wú)厘頭漫話(huà)風(fēng)格起篇，從四個(gè)方面介紹了眼圖測(cè)量的相關(guān)知識(shí)：一、串行數(shù)據(jù)的背景知識(shí); 二、眼圖的基本概念; 三、眼圖測(cè)量方法; 四、力科示波器在眼圖測(cè)量方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。全分為上、下兩篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道嗎？眼圖的歷史可以追溯到大約47年前。在力科于2002年發(fā)明基于連續(xù)比特位的方法來(lái)測(cè)量眼圖之前，1962年-2002的40年間，眼圖的測(cè)量是基于采樣示波器的傳統(tǒng)方法。 您相信嗎？在長(zhǎng)期的培訓(xùn)和技術(shù)支持工作中，我們發(fā)現(xiàn)很少有工程師能完整地準(zhǔn)確地理解眼圖的測(cè)量原理。很多工程師們往往滿(mǎn)足于各種標(biāo)準(zhǔn)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的測(cè)量向?qū)В琒tep by Step，滿(mǎn)足于用“萬(wàn)能”的Sigtest軟件測(cè)量出來(lái)的眼圖給出的Pass or Fail結(jié)論。這種對(duì)于Sigtest的迷戀甚至使有些工程師忘記了眼圖是可以作為一項(xiàng)重要的調(diào)試工具的。 在我2004年來(lái)力科面試前，我也從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)眼圖。 那天面試時(shí)，老板反復(fù)強(qiáng)調(diào)力科在眼圖測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)，但我不知所云。之后我Google“眼圖”，看到網(wǎng)絡(luò)上有限的幾篇文章，但仍不知所云。剛剛我再次Google“眼圖”，仍然沒(méi)有找到哪怕一篇文章講透了眼圖測(cè)量。 網(wǎng)絡(luò)上搜到的關(guān)于眼圖的文字，出現(xiàn)頻率最多的如下，表達(dá)得似乎非常地專(zhuān)業(yè)，但卻在拒絕我們的閱讀興趣。 “在實(shí)際數(shù)字互連系統(tǒng)中，完全消除碼間串?dāng)_是十分困難的，而碼間串?dāng)_對(duì)誤碼率的影響目前尚無(wú)法找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，還不能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，在實(shí)驗(yàn)室中，通常用示波器觀(guān)察接收信號(hào)波形的方法來(lái)分析碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，這就是眼圖分析法。 如果將輸入波形輸入示波器的Y軸，并且當(dāng)示波器的水平掃描周期和碼元定時(shí)同步時(shí)，適當(dāng)調(diào)整相位，使波形的中心對(duì)準(zhǔn)取樣時(shí)刻，在示波器上顯示的圖形很象人的眼睛，因此被稱(chēng)為眼圖（Eye Map）。 二進(jìn)制信號(hào)傳輸時(shí)的眼圖只有一只“眼睛”，當(dāng)傳輸三元碼時(shí)，會(huì)顯示兩只“眼睛”。眼圖是由各段碼元波形疊加而成的，眼圖中央的垂直線(xiàn)表示最佳抽樣時(shí)刻，位于兩峰值中間的水平線(xiàn)是判決門(mén)限電平。 在無(wú)碼間串?dāng)_和噪聲的理想情況下，波形無(wú)失真，每個(gè)碼元將重疊在一起，最終在示波器上看到的是跡線(xiàn)又細(xì)又清晰的“眼睛”，“眼”開(kāi)啟得最大。當(dāng)有碼間串?dāng)_時(shí)，波形失真，碼元不完全重合，眼圖的跡線(xiàn)就會(huì)不清晰，引起“眼”部分閉合。若再加上噪聲的影響，則使眼圖的線(xiàn)條變得模糊，“眼”開(kāi)啟得小了，因此，“眼”張開(kāi)的大小表示了失真的程度，反映了碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。由此可知，眼圖能直觀(guān)地表明碼間串?dāng)_和噪聲的影響，可評(píng)價(jià)一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。另外也可以用此圖形對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能。 通常眼圖可以用下圖所示的圖形來(lái)描述，由此圖可以看出： （1）眼圖張開(kāi)的寬度決定了接收波形可以不受串?dāng)_影響而抽樣再生的時(shí)間間隔。顯然，最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)選在眼睛張開(kāi)最大的時(shí)刻。 （2）眼圖斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對(duì)定時(shí)抖動(dòng)（或誤差）的靈敏度，斜率越大，系統(tǒng)對(duì)定時(shí)抖動(dòng)越敏感。 圖一 眼圖（3）眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表示信號(hào)零點(diǎn)的變化范圍，稱(chēng)為零點(diǎn)失真量，在許多接收設(shè)備中，定時(shí)信息是由信號(hào)零點(diǎn)位置來(lái)提取的，對(duì)于這種設(shè)備零點(diǎn)失真量很重要。(4）在抽樣時(shí)刻，陰影區(qū)的垂直寬度表示最大信號(hào)失真量。（5）在抽樣時(shí)刻上、下兩陰影區(qū)間隔的一半是最小噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過(guò)它就有可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。（6）橫軸對(duì)應(yīng)判決門(mén)限電平。 ” 是該專(zhuān)門(mén)寫(xiě)篇文章詳細(xì)講解眼圖了！寫(xiě)得不正確、不到位的地方，懇請(qǐng)大家指正，以使這篇文章將能不斷修改完善，有益于廣大工程師們的學(xué)習(xí)。一、串行數(shù)據(jù)的背景知識(shí) 串行信號(hào)種類(lèi)繁多，在圖二所示的有PCI Express,Rapid IO,DVI,S-ATA,USB,SDH,XAUI，等，其實(shí)現(xiàn)在的流行總線(xiàn)還遠(yuǎn)不止這些。每年都出來(lái)一些新流行的串行總線(xiàn)。每些總線(xiàn)差不多都有一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)來(lái)定義該總線(xiàn)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試規(guī)范，這些機(jī)構(gòu)成員多是由來(lái)自于不同公司的專(zhuān)家兼職擔(dān)任。當(dāng)然，關(guān)于PC的串行總線(xiàn)差不多由Intel來(lái)領(lǐng)導(dǎo)。圖三所示某基于Intel Chipset的筆記本電腦的框架圖中的各種總線(xiàn),除了DDR和FSB是并行數(shù)據(jù)之外,其它都是串行數(shù)據(jù)了。這些權(quán)威機(jī)構(gòu)除了定義規(guī)范，當(dāng)然也會(huì)有一些利益博弈。所以有新的利益集團(tuán)(這是一個(gè)中性的詞)策劃推廣的時(shí)候就可能有新的總線(xiàn)規(guī)范出臺(tái)，這就象3G有三種標(biāo)準(zhǔn)一樣。 你方唱罷我登場(chǎng)，搞得下游廠(chǎng)商手忙腳亂。 串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)越來(lái)越多，權(quán)威機(jī)構(gòu)定義的測(cè)試規(guī)范也紛繁蕪雜，我一直覺(jué)得該將這么多的權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)一為一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)，就叫“串行總線(xiàn)國(guó)際工程師協(xié)會(huì)”好了，如果力科最先發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)協(xié)會(huì)，然后定義一系列的串行信號(hào)測(cè)試規(guī)范中都只推薦力科示波器，那么親愛(ài)的朋友們，這個(gè)Day Dream的最終結(jié)果是什么？ 示波器行業(yè)也許會(huì)重新大洗牌。人們總相信權(quán)威機(jī)構(gòu)推薦的，譬如我們平時(shí)用牙膏等都會(huì)相信“中華醫(yī)學(xué)會(huì)”之類(lèi)的推薦. 信號(hào)速率不斷加倍再加倍，2004年我剛到力科的時(shí)候，主流的串行信號(hào)速率在PC行業(yè)是2.5Gb/s，在通信行業(yè)是3.125Gb/s，如今，PC行業(yè)已Double到5Gb/s，通信行業(yè)已Double到6.25Gb/s，而且PC行業(yè)的8Gb/s，通信行業(yè)的12.5Gb/s似乎已指日可待。速率越來(lái)越高，并行數(shù)據(jù)必然要讓位于串行數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡湫徒Y(jié)構(gòu)框圖如圖三所示，“萬(wàn)變不離其宗” ，都是“兩根差分線(xiàn)”。相比于并行數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是：1，信號(hào)線(xiàn)的數(shù)量減少。2，消除了并行數(shù)據(jù)之間傳輸?shù)难舆t問(wèn)題。 圖二 串行數(shù)據(jù)的整體特點(diǎn) 圖三 某筆記本電腦架構(gòu)示意圖3，因?yàn)闀r(shí)鐘是嵌入到數(shù)據(jù)中的，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘之間的傳輸延遲也同樣消除了。4, 傳輸線(xiàn)的PCB設(shè)計(jì)也更容易些。5, 信號(hào)完整性測(cè)試也更容易。 圖四 串行信號(hào)實(shí)例 串行數(shù)據(jù)的測(cè)試點(diǎn)包括了芯片的發(fā)送端和接收端等不同節(jié)點(diǎn)。描述串行數(shù)據(jù)的常用單位是波特率和UI，譬如3.125Gb/s表示為每秒傳送的數(shù)據(jù)比特位是3.125G比特(bit)，對(duì)應(yīng)的一個(gè)單位間隔（1UI）表示為一個(gè)比特位的寬度是波特率的倒數(shù)，1UI=1/（3.125Gb/s）=320ps?，F(xiàn)在比較常見(jiàn)的串行信號(hào)碼形是NRZ碼。正電平表示”1”，負(fù)電平表示“0”。圖三所示是示波器捕獲到的一組串行信號(hào)，虛線(xiàn)之間的時(shí)間間隔代表了一個(gè)UI，圖中對(duì)應(yīng)的碼型是101100101010001。 二、眼圖的一些基本概念 “什么是眼圖？” “眼圖就是象眼睛一樣形狀的圖形。”眼圖是用余輝方式累積疊加顯示采集到的串行信號(hào)的比特位的結(jié)果，疊加后的圖形形狀看起來(lái)和眼睛很像，故名眼圖。眼圖上通常顯示的是1.25UI的時(shí)間窗口。眼睛的形狀各種各樣，眼圖的形狀也各種各樣。通過(guò)眼圖的形狀特點(diǎn)可以快速地判斷信號(hào)的質(zhì)量。圖六的眼圖有“雙眼皮”，可判斷出信號(hào)可能有串?dāng)_或預(yù)（去）加重。圖七的眼圖“眼睛里布滿(mǎn)血絲”，這表明信號(hào)質(zhì)量太差，可能是測(cè)試方法有錯(cuò)誤，也可能是PCB布線(xiàn)有明顯錯(cuò)誤。 圖八的眼圖非常漂亮，這可能是用采樣示波器測(cè)量的眼圖。圖五 眼圖定義 圖六 “雙眼皮”眼圖 由于眼圖是用一張圖形就完整地表征了串行信號(hào)的比特位信息，所以成為了衡量信號(hào)質(zhì)量的最重要工具，眼圖測(cè)量有時(shí)侯就叫“信號(hào)質(zhì)量測(cè)試（Signal Quality Test,SQ Test）”。 此外，眼圖測(cè)量的結(jié)果是合格還是不合格，其判斷依據(jù)通常是相對(duì)于“模板（Mask）”而言的。模板規(guī)定了串行信號(hào)“1”電平的容限，“0”電平的容限，上升時(shí)間、下降時(shí)間的容限。所以眼圖測(cè)量有時(shí)侯又被稱(chēng)為“模板測(cè)試（Mask Test）”。 模板的形狀也各種各樣，通常的NRZ信號(hào)的模板如圖五和圖八藍(lán)色部分所示。在串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌?jié)點(diǎn),眼圖的模板是不一樣的，所以在選擇模板時(shí)要注意具體的子模板類(lèi)型。如果用發(fā)送端的模板來(lái)作為接收端眼圖模板，可能會(huì)一直碰模板。但象以太網(wǎng)信號(hào)、E1/T1的信號(hào)，不是NRZ碼形，其模板比較特別。當(dāng)有比特位碰到模板時(shí)，我們就認(rèn)為信號(hào)質(zhì)量不好，需要調(diào)試電路。有的產(chǎn)品要求100%不能碰模板，有的產(chǎn)品是允許碰模板的次數(shù)在一定的概率以?xún)?nèi)。（有趣的是，眼圖85%通過(guò)模板的產(chǎn)品，功能測(cè)試往往是沒(méi)有問(wèn)題的，譬如我在用的電腦網(wǎng)口總是測(cè)試不能通過(guò)，但我上網(wǎng)一直沒(méi)有問(wèn)題。這讓很多公司覺(jué)得不用買(mǎi)示波器做信號(hào)完整性測(cè)試以一樣可以做出好產(chǎn)品來(lái)，至于山寨版的，更不會(huì)去買(mǎi)示波器測(cè)眼圖了。）示波器中有測(cè)量參數(shù)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出碰到模板的次數(shù)。此外，根據(jù)“侵犯”模板的位置就能知道信號(hào)的哪方面有問(wèn)題從而指導(dǎo)調(diào)試。如圖九表明信號(hào)的問(wèn)題主要是下降沿太緩，圖十表明1電平和0電平有“塌陷”，可能是ISI問(wèn)題導(dǎo)致的。 圖七 “眼睛布滿(mǎn)血絲”的眼圖 圖八 最漂亮的“眼睛” 圖九 下降沿碰到模板的眼圖 圖十 “1”電平和“0”電平有“塌陷”的模板 和眼圖相關(guān)的眼圖參數(shù)有很多，如眼高、眼寬、眼幅度、眼交叉比、“1”電平，“0”電平，消光比，Q因子，平均功率等。圖十二表示幅度相關(guān)的測(cè)量參數(shù)的定義。 “1”電平和”0”電平表示選取眼圖中間的20%UI部分向垂直軸投影做直方圖，直方圖的中心值分別為“1”電平和“0”電平。眼幅度表示“1”電平減去“0”電平。上下直方圖的3sigm之差表示眼高。圖十二、十三、十四，十五表示了其它一些眼圖參數(shù)的定義，一目了然，在此不再一一描述。不過(guò)，有經(jīng)驗(yàn)的工程師知道，在眼圖形象很糟糕的時(shí)候，眼圖參數(shù)測(cè)試的結(jié)果顯得很不準(zhǔn)確。這時(shí)候，建議您可以用力科的自定義眼高測(cè)量方法來(lái)測(cè)量，如圖十六所示。圖十一 眼圖參數(shù)定義 圖十二 眼圖參數(shù)定義 圖十三 眼圖參數(shù)定義 圖十四 眼圖參數(shù)定義圖十五 眼圖參數(shù)定義 圖十六 自定義眼高測(cè)量方法信號(hào)完整性分析基礎(chǔ)系列之二 關(guān)于眼圖測(cè)量（下） 汪進(jìn)進(jìn) 美國(guó)力科公司深圳代表處三、眼圖測(cè)量方法 之前談到，眼圖測(cè)量方法有兩種：2002年以前的傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法和2002年之后力科發(fā)明的現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法。傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法可以用兩個(gè)英文關(guān)鍵詞來(lái)表示：“Triggered Eye”和“Single-Bit Eye”。 現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法用另外兩個(gè)英文關(guān)鍵詞來(lái)表示：“Continuous-Bit Eye ”和“Single-Shot Eye”。 傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法用中文來(lái)理解是八個(gè)字：“同步觸發(fā)+疊加顯示”，現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法用中文來(lái)理解也是八個(gè)字：“同步切割+疊加顯示”。 兩種方法的差別就四個(gè)字：傳統(tǒng)的是用觸發(fā)的方法，現(xiàn)代的是用切割的方法?！巴健笔菧?zhǔn)確測(cè)量眼圖的關(guān)鍵，傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法同步的方法是不一樣的。“疊加顯示” 就是用模擬余輝的方法不斷累積顯示。 傳統(tǒng)的眼圖方法就是同步觸發(fā)一次，然后疊加一次。每觸發(fā)一次，眼圖上增加了一個(gè)UI，每個(gè)UI的數(shù)據(jù)是相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)排列的，因此是“Single-Bit Eye”,每觸發(fā)一次眼圖上只增加了一個(gè)比特位。圖一形象表示了這種方法形成眼圖的過(guò)程。 圖一 傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法的原理 傳統(tǒng)方法的第一個(gè)缺點(diǎn)就是效率太低。對(duì)于現(xiàn)在的高速信號(hào)如PCI-Express Gen2，PCI-SIG要求測(cè)量1百萬(wàn)個(gè)UI的眼圖，用傳統(tǒng)方法就需要觸發(fā)1百萬(wàn)次，這可能需要幾個(gè)小時(shí)才能測(cè)量完。第二個(gè)缺點(diǎn)是，由于每次觸發(fā)只能疊加一個(gè)UI,形成1百萬(wàn)個(gè)UI的眼圖就需要觸發(fā)1百萬(wàn)次，這樣不斷觸發(fā)的過(guò)程中必然將示波器本身的觸發(fā)抖動(dòng)也引入到了眼圖上。對(duì)于2.5GBbps以上的高速信號(hào)，這種觸發(fā)抖動(dòng)是不可忽略的。 如何同步觸發(fā)，也就是說(shuō)如何使每個(gè)UI的數(shù)據(jù)相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)排列？也有兩種方法，一種方法是在被測(cè)電路板上找到和串行數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘，將此時(shí)鐘引到示波器作為觸發(fā)源，時(shí)鐘的邊沿作為觸發(fā)的條件。另外一種方法是將被測(cè)的串行信號(hào)同時(shí)輸入到示波器的輸入通道和硬件時(shí)鐘恢復(fù)電路(CDR)通道，硬件CDR恢復(fù)出串行數(shù)據(jù)里內(nèi)嵌的時(shí)鐘作為觸發(fā)源。 這種同步方法引入了CDR抖動(dòng)，這是傳統(tǒng)方法的第三個(gè)缺點(diǎn)。 此外，硬件CDR只能偵測(cè)連續(xù)串行信號(hào)才能工作正常，如果被測(cè)信號(hào)不是連續(xù)的，譬如兩段連續(xù)比特位之間有一段低電平，硬件CDR就不能恢復(fù)出正確的時(shí)鐘。另外，傳統(tǒng)方法的工作原理決定了它不能對(duì)間歇性的串行信號(hào)做眼圖，不能對(duì)保存的波形做眼圖，不能對(duì)運(yùn)算后的波形做眼圖，這限制了應(yīng)用范圍。 這是傳統(tǒng)方法的第四個(gè)缺點(diǎn)。 力科于2002年發(fā)明的現(xiàn)代方法形成眼圖的原理如圖二所示。 示波器首先捕獲一組連續(xù)比特位的信號(hào)，然后用軟件PLL方法恢復(fù)出時(shí)鐘，最后利用恢復(fù)出的時(shí)鐘和捕獲到的信號(hào)按比特位切割，切割一次，疊加一次，最終將捕獲到的一組數(shù)據(jù)的每個(gè)比特位都疊加到了眼圖上。在力科的示波器中，恢復(fù)出的時(shí)鐘可以單獨(dú)輸出來(lái)另作它用。 軟件PLL方法恢復(fù)時(shí)鐘代替了傳統(tǒng)方法中的硬件CDR方法是一大進(jìn)步。我們需要對(duì)軟件PLL的工作原理深入理解。關(guān)于軟件PLL，我們將另文介紹。 如果一次捕獲了1百萬(wàn)UI的PCI-E Gen2的數(shù)據(jù)，那么用這種方法基于力科的第四代示波器可以在1-2秒內(nèi)形成眼圖，因此，這種方法形成眼圖的效率非常高，這是現(xiàn)代方法的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外，該方法通過(guò)觸發(fā)一次捕獲的大量數(shù)據(jù)就能形成大量數(shù)據(jù)的眼圖，觸發(fā)抖動(dòng)約等于零，這是該方法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)。由于是用軟件PLL方法，因此時(shí)鐘恢復(fù)抖動(dòng)也為零，這是該方法的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。該方法可以對(duì)局部放大之后的波形做眼圖，可以對(duì)歷史保存的波形做眼圖，可以有一些高級(jí)眼圖分析功能，如眼圖失敗定位跟蹤功能，ISOBer功能等，這是該方法的第四個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 圖二 現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法的原理圖三所示清楚表示了現(xiàn)代方法對(duì)于非連續(xù)性的信號(hào)做眼圖的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的方法無(wú)法分離出發(fā)射數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，但用現(xiàn)代的方法則能隔離出發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。 在實(shí)際應(yīng)用中這種非連續(xù)性的信號(hào)比較常見(jiàn)，如處于實(shí)際工作模式下的PON信號(hào)，就是突發(fā)的一幀一幀的數(shù)據(jù)。 圖三 現(xiàn)代眼圖方法的優(yōu)勢(shì)對(duì)局部放大之后的波形做眼圖 四、力科示波器在眼圖測(cè)量方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 自2002年力科發(fā)明創(chuàng)新的眼圖測(cè)量方法以來(lái),力科一直在眼圖測(cè)量方面保持了絕對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。 力科的串行數(shù)據(jù)分析儀SDA系列成為測(cè)量眼圖的首選工具?，F(xiàn)在總結(jié)力科公司在眼圖測(cè)量方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)如下： 1，眼圖測(cè)量是衡量高速信號(hào)質(zhì)量的最常用方法。力科是業(yè)界最先采用軟件恢復(fù)時(shí)種的方法來(lái)形成眼圖的，而現(xiàn)在這種方法已成為眼圖測(cè)量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，力科定義了眼圖測(cè)量的新標(biāo)準(zhǔn)。 前面已詳細(xì)比較了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。下面這張圖片是用力科示波器和其它品牌示波器測(cè)試相同信號(hào)的對(duì)比。用傳統(tǒng)方法引入的觸發(fā)抖動(dòng)和CDR抖動(dòng)帶來(lái)了150ps的峰-峰值誤差,這是不能忽略的誤差。在力科的示波器中保留了用硬件時(shí)鐘形成圖的功能，但已幾乎沒(méi)有工程師再喜歡用這種傳統(tǒng)的方法了。 圖四 現(xiàn)代方法和傳統(tǒng)方法測(cè)量眼圖的差別 2,力科示波器的眼圖測(cè)量操作界面非常的簡(jiǎn)潔快速, 而且不需要利用第三方面軟件，眼圖的測(cè)試結(jié)果顯示在示波器顯示界面上，不需要打開(kāi)第三個(gè)窗口。 在關(guān)于示波器的第三方調(diào)查報(bào)告中，易于操作常作為使用者對(duì)理想示波器的期待的首項(xiàng)。 “Although ease-of-use means different things to different people.”,但稍微有一點(diǎn)點(diǎn)公正之心的人都會(huì)同意這個(gè)結(jié)論：力科示波器的操作界面是最清晰簡(jiǎn)潔的，最容易上手的，眼圖測(cè)量更是最方便的。 圖五是力科SDA操作界面。 一級(jí)菜單，一目了然的操作步驟。第一步點(diǎn)擊選擇信號(hào)源，第二步選擇信號(hào)類(lèi)型，第三步查找比特率，第四步點(diǎn)擊眼圖出來(lái)了。如果PLL不是Golden PLL，多一次點(diǎn)擊PLL設(shè)置的操作。 第一步、第二步、第三步在第一次進(jìn)入測(cè)試界面設(shè)置完成后，隨后不用再重復(fù)設(shè)置。所以在持續(xù)測(cè)試過(guò)程中，通常每次只需要點(diǎn)一鍵“Mask Tes”就產(chǎn)生了眼圖。更是可以在點(diǎn)擊“Summary”之后，同時(shí)產(chǎn)生了眼圖、浴盆曲線(xiàn)、抖動(dòng)趨勢(shì)圖、抖動(dòng)直方圖、各種抖動(dòng)測(cè)量參數(shù)等,如圖六所示。何其方便哉！ 圖五 力科SDA 眼圖測(cè)試操作步驟 在一次面對(duì)面的PK中，客戶(hù)要求同時(shí)測(cè)量眼圖和抖動(dòng)參數(shù)，我們一秒鐘操作完之后，大家開(kāi)始觀(guān)看T公司的AE在操作，只見(jiàn)鼠標(biāo)飛速點(diǎn)擊上百次，結(jié)果等了整整幾分鐘后還不見(jiàn)結(jié)果出來(lái)（也有可能那天是操作上出現(xiàn)了失誤）。 一級(jí)又一級(jí)深埋的菜單，呼啦啦彈出一個(gè)又一個(gè)的窗口。圖七就是那次PK的時(shí)候D公司點(diǎn)擊上百次鼠標(biāo)之后的結(jié)果。但顯然和力科的圖片相比，缺少了抖動(dòng)測(cè)量參數(shù)。 這些參數(shù)去哪里了？為什么沒(méi)有顯示出來(lái)？因?yàn)镈公司的示波器測(cè)試眼圖的窗口和眼圖參數(shù)的窗口是兩個(gè)窗口，不能同時(shí)保存起來(lái)，除非是接上鍵盤(pán)按PrintScreen鍵。 為了完成眼圖測(cè)量，D公司的示波器總共需要有四個(gè)窗口操作設(shè)置窗口，眼圖結(jié)果顯示窗口，測(cè)量參數(shù)窗口，示波器自身的窗口。 除了窗口多以外，D公司的眼圖測(cè)量操作真的有那么復(fù)雜嗎？是的，但也未必，如果你是D公司示波器的Fans，你已經(jīng)知道如何飛速地點(diǎn)擊鼠標(biāo)，可能你也不會(huì)覺(jué)得復(fù)雜，但對(duì)于初學(xué)者，其操作怎一個(gè)“煩”字了得！第一次我們?cè)谂嘤?xùn)中和D公司的示波器親密接觸，我和我的同事們都象遇到一個(gè)刺猬一樣無(wú)從下手，最后都只得利用其操作向?qū)У姆绞剑ㄈ鐖D八所示）來(lái)執(zhí)行，但這種向?qū)Х绞奖仨氁O(shè)置七步，每一步至少要點(diǎn)擊兩次鼠標(biāo)。操作到第七步時(shí)如果發(fā)現(xiàn)第一步設(shè)置不對(duì)，要重新點(diǎn)擊六次回到第一步。但如果第三步時(shí)發(fā)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)不是標(biāo)準(zhǔn)的總線(xiàn)信號(hào)，這個(gè)向?qū)坪醪荒苡脕?lái)測(cè)試普通的串行信號(hào)。（可能有更簡(jiǎn)便的操作步驟，我僅提供的是我兩次測(cè)試的體驗(yàn)感受，不對(duì)之處，請(qǐng)指正。）第一次操作了D的眼圖測(cè)量之后激起了我對(duì)它的操作步驟的強(qiáng)烈興趣，我下載了RT-EYE 圖六 一鍵操作，信息大全圖七 D公司的資深工程師點(diǎn)擊上百次鼠標(biāo)之后的結(jié)果，但測(cè)量參數(shù)結(jié)果不見(jiàn)了 圖八 D公司示波器眼圖測(cè)量操作步驟軟件包的操作手冊(cè)，在操作手冊(cè)的第66頁(yè)，有圖九所示的操作說(shuō)明示意圖。 僅此一圖便可見(jiàn)其操作之繁瑣了，難怪D公司的AE不太愿意去教會(huì)工程師們?nèi)ビ盟麄兊难蹐D測(cè)量功能， D公司的眼圖軟件是基于外掛的Java程序開(kāi)發(fā)的，操作的繁瑣和界面的復(fù)雜是由該基因決定的。圖九 引自RT-EYE軟件包操作手冊(cè)3, 力科示波器測(cè)量眼圖的速度快，不管當(dāng)前捕獲的數(shù)據(jù)樣本數(shù)是400Kpts，還是10Mpts，都能一次利用所有的這些數(shù)據(jù)形成眼圖。 信號(hào)速率越來(lái)越高，眼圖測(cè)量中要求包含的UI樣本數(shù)越來(lái)越多，為使自己對(duì)產(chǎn)品的硬件性能放心，很多工程師喜歡連續(xù)測(cè)量眼圖累計(jì)幾百萬(wàn)的UI來(lái)觀(guān)察有沒(méi)有碰到模板。如果您有這種沖動(dòng)，希望測(cè)試很多樣本下的眼圖，D公司的工程師們會(huì)以專(zhuān)業(yè)地口吻告訴你，不必要這樣做，因?yàn)閄X協(xié)會(huì)沒(méi)有規(guī)定測(cè)試這么多樣本。圖六顯示力科示波器捕獲了4Mpts的采樣點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的一次測(cè)量了494.046K個(gè)UI的眼圖。圖十顯示力科示波器捕獲了50Mpts的采樣點(diǎn)，一次性測(cè)量了18.73449M個(gè)UI的眼圖。力科示波器做10Mpts采樣點(diǎn)的PCI-E G1眼圖需要1-2秒鐘，但D公司的示波器需要6分鐘（360秒）。力科示波器做20Mpts采樣點(diǎn)的PCI-E G1眼圖，需要2-3秒鐘，D公司的示波器通常這時(shí)候會(huì)死機(jī)。 以上數(shù)據(jù)來(lái)自于本人實(shí)測(cè)。但D公司在演示眼圖測(cè)量時(shí)，您不會(huì)覺(jué)得很慢，反而覺(jué)得很快。為什么？ 您注意到圖七的左上圖有一個(gè)標(biāo)識(shí)UIs:8000:574996; Total:8000：574996了嗎？ 這表示D示波器這時(shí)捕獲了574996個(gè)UI，但只截取了其中的8000個(gè)來(lái)做眼圖。 如果您要測(cè)量100萬(wàn)個(gè)UI的眼圖，D的這個(gè)標(biāo)識(shí)數(shù)字會(huì)不斷增加，8000-16000-24000-32000,一路漲到1000000，數(shù)字要翻轉(zhuǎn)125次，整個(gè)過(guò)程歷時(shí)大約20分鐘，如果當(dāng)時(shí)示波器的狀態(tài)不好，可能會(huì)導(dǎo)致死機(jī)。估計(jì)等您先去喝一杯咖啡就可以翻轉(zhuǎn)完成。股票每天也都只樣翻轉(zhuǎn)就好了J圖十 一次捕獲測(cè)量18.73449M個(gè)UI的眼圖 在圖十一中，我們看到D公司自己聲明的軟件限制，稍懂英語(yǔ)的朋友可以閱讀一下這個(gè)限制的含義。其核心意思是這個(gè)軟件太消耗計(jì)算資源了，用的時(shí)候要小心一點(diǎn);如果要去除存儲(chǔ)深度的限制，您需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)文本文件來(lái)解除限制。在那次PK大戰(zhàn)中，D公司堅(jiān)持要以測(cè)量8K個(gè)UI來(lái)和我們比較測(cè)量494K個(gè)UI的速度，但堅(jiān)持不同意解除這個(gè)限制不解除限制，測(cè)量一次8K個(gè)UI就不再翻轉(zhuǎn)數(shù)字了，停在8000個(gè)，股票一次漲停了! 后來(lái)D公司另外一個(gè)軟件包DPOJET可以在菜單中解除這個(gè)限制，如圖十二所示，“Enable high performance eye rendering”，選中這個(gè)之后就可以不斷翻轉(zhuǎn)了。 如果您的測(cè)試需求是要測(cè)量8K個(gè)UI,請(qǐng)注意在測(cè)量前設(shè)置這個(gè)界面。這個(gè)設(shè)置隱藏在Jitter & Eye Analysis菜單列表下的Preferences子菜單的Measurement子菜單中。我的美國(guó)同事給我講的一個(gè)故事是：when I pointed this out to a customer, the manager of the engineering group basically threw out 3 months worth of serial data measurements done by his team using the Tek DPOJET and asked them to do it all over again. 這個(gè)客戶(hù)將之前用DPOJET測(cè)試了三個(gè)月的數(shù)據(jù)全部作廢了,重新再測(cè)試一遍！ 您需要檢查一下您之前用D公司示波器測(cè)試眼圖時(shí)是否注意到了這一點(diǎn)。圖十一 D公司示自己出具的軟件提示信息圖十二 D示波器解除限制的菜單設(shè)置4, 力科示波器可以方便地自定義模板測(cè)試通信行業(yè)中通常有一些串行總線(xiàn)是比較獨(dú)